Základy motorové fáze: Význam jednofázových, dvoufázových a třífázových motorů

Když takové moderní stroje využívající elektrickou energii fungují jak v průmyslu, tak v každodenním životě, volba počtu fází v motoru bude mít zásadní vliv na jejich produktivitu, efektivitu a aplikace sortiment . Na základě počtu cívek uvnitř motoru lze motory rozdělit do tří kategorií: jednofázové motory, dvoufázové motory a třífázové motory. Obecná aplikace všech tří motorů se stává velmi důležitou v oblasti jejich aplikací.

Účelem tohoto článku je představit základy fázování motoru a diskutovat o výběru fáze na základě výkonu motoru a aplikace. Na konci tohoto budou čtenáři lépe rozumět konceptu a klasifikaci fázování motoru, aby mohli vybrat nejvhodnější motor s optimálním výkonem a účinností.

Jednofázové motory

Jednofázový motor je typ motoru, který má jednu vstupní fázi pro přenos pracovního výkonu; a má jednoduchou konstrukci s nízkými výrobními náklady, obecně řečeno, jednofázový motor má svou základní pracovní strukturu založenou na principech jednofázového střídavého proudu; V podstatě má jednu hlavní cívku spolu s jednou sekundární cívkou. Jedna hlavní magnetická síla je poskytována hlavní cívkou, která je připojena ke zdroji střídavého proudu, zatímco druhá cívka, pomocná cívka, vytváří posouvající se magnetické pole přes kondenzátor, které pomáhá motoru při startování a chodu. Když se na hlavní cívku přivede střídavý proud, vytvořené magnetické pole způsobí rotaci rotoru, čímž umožní chod motoru.

Jednofázové motory mají relativně jednoduchou konstrukci a skládají se z několika částí, jako je stator, rotor a ložiska. Stator je cívka namontovaná uvnitř motoru a je navržena tak, aby generovala magnetické pole. Rotor je na druhé straně rotační částí, která bude interagovat s magnetickým polem vytvořeným statorem a generovat energii. Ložiska pak podporují otáčení rotoru a snižují ztráty třením.

Jednofázové motory jsou široce používány v domácích spotřebičích a čerpadlech. Ve srovnání s dvoufázovými a třífázovými motory však mají jednofázové motory nižší rozběhový moment, jsou méně účinné a mají špatné možnosti vysokého výstupního výkonu. Proto se pro některé průmyslové účely vyžadující vysoký výkon a účinnost používají hlavně dvoufázové nebo třífázové motory.

Jednofázové motory obvykle vyžadují k provozu některé obvody a zařízení, jako jsou kondenzátory, spouštěcí obvody a regulátory konstantního napětí, které udržují konstantní proud a napětí dodávané do motoru pro správné spouštění a provoz jednofázových motorů.

Dvoufázové motory

Dvoufázové motory, jejichž princip činnosti je založen na charakteristikách dvoufázového střídavého proudu, se používají poměrně zřídka. Ve srovnání s jednofázovými motory mají dvoufázové motory lepší rozběhový moment a hladší chod, takže najdou uplatnění v určitých specifických oblastech.

Dvoufázový motor se obvykle skládá ze dvou cívek. Ty jsou známé jako cívky fáze A a B. Tyto dvě cívky v těchto typech motorů mají své dvě fáze fázově posunuté o 90 stupňů. Střídavý zdroj generuje v těchto dvou cívkách rotující magnetické pole. Jejich rotor může být soubor permanentních magnetů nebo elektromagnetů, které se mohou pohybovat, a tak když dojde k interakci mezi tímto rotorem a rotujícím magnetickým polem, tato interakce poskytuje motoru hnací sílu. Tyto vlastnosti zajišťují plynulou rychlost a točivý moment u dvoufázových motorů, díky čemuž jsou velmi vhodné pro aplikace vyžadující těsné a plynulé ovládání; V důsledku toho tvoří základ, na kterém pracují přesné přístroje a senzory. Dvoufázové motory slibují vyšší účinnost při snížené hladině hluku, a proto se používají v aplikacích, kde je prvořadý význam hladký chod a hladina hluku.

Dvoufázové motory však mají ve srovnání s třífázovými motory užší oblasti použití. Dvoufázové motory totiž musí být vybaveny složitějšími obvody a řídicími systémy pro jejich napájení a provoz. Navíc velký točivý moment a velký výkon není snadné realizovat na dvoufázovém motoru; což omezuje jeho použití v některých průmyslových oblastech.

Třífázové motory

Třífázový motor je typ motoru, který je poháněn třífázovým střídavým proudem, včetně tří cívek uvnitř: A-fáze, B-fáze a C-fáze. V těchto třech cívkách je proud v každé cívce fázově posunut o 120 elektrických stupňů. Motor pracuje s rotujícím magnetickým polem se třemi cívkami vystavenými střídavému zdroji. Rotor v třífázovém motoru se skládá z permanentně se pohybujících magnetů nebo elektromagnetů, které interagují s rotujícím magnetickým polem a poskytují hnací sílu motoru k provádění určitých operací. Vytvoření rotujícího magnetického pole uvnitř takového motoru závisí mimo jiné na kmitočtu a fázovém rozdílu zdroje střídavého proudu. Ve skutečnosti se změnou frekvence a fázového rozdílu zdroje energie realizuje rozběh, zrychlení, zpomalení a reverzaci motoru.

Zlepšuje také účinnost třífázového motoru s mnohem větším výkonem a oblastí použití. Motor má tedy mnohostranné uplatnění v každém druhu použití těžkých strojů, včetně větrných turbín, vodních čerpadel, kompresorů atd. Kromě toho byly zlepšeny také startovací schopnosti a stabilita chodu. Výše uvedené výhody pomáhají preferovat třífázový motor v případě vysokých, velmi přesných měření jakéhokoli provozu přístroje.

V reálných projektech je k provozu obvykle potřeba vybavit příslušnými obvody a řídicím systémem. Dodává energii a funguje. Zařízení pro řízení motoru je obvykle třífázový měnič. Přesné řízení motoru lze realizovat úpravou frekvence a fázového rozdílu střídavého proudu. U třífázových motorů jsou navíc zvolena vhodná ochranná zařízení a údržba, aby byl zajištěn bezpečný a spolehlivý provoz.

Skládá se ze speciálního typu třífázového motoru, jehož rotor je tvořen převážně permanentními magnety a není potřeba takové buzení z externího zdroje. Vzhledem k tomu, že permanentní magnet poskytuje konstantní magnetické pole po celou dobu, třífázový synchronní motor s permanentními magnety funguje díky interakci rotujícího magnetického pole generovaného uvnitř motoru a pole vytvořeného permanentním magnetem, což zase umožňuje motoru poskytovat pohon a provoz. Mezi jeho výkonnostní výhody patří vysoká účinnost, vysoký účiník a velmi nízká hlučnost, takže motor lze použít ve vysoce přesných vysokorychlostních aplikacích vyžadujících vysokou spolehlivost.

Z hlediska výkonu, v obecném výběru, výběr čísla fáze úzce souvisí s výkonem motoru a rozsahem použití. Vědět, které motory fungují nejlépe s různými konfiguracemi fází, nám umožňuje vyhodnotit jejich vhodnost pro dané aplikační podmínky. Navíc jsou zde počáteční charakteristiky, složitost ovládání, spolehlivost a stabilita. Zvážení všech těchto faktorů společně na základě skutečných potřeb nám umožní vybrat nejvhodnější počet fází a typ motoru, což umožní motoru optimálně pracovat v dané aplikaci a zlepšit účinnost a spolehlivost.